JP2005315931A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 偏光部材が太陽光の熱によって損傷する虞が少ないヘッドアップディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】 ヘッドアップディスプレイ装置１１は、液晶表示パネル１９及び液晶表示パネル１９を照明する発光素子２０を有する液晶表示器１５が発した表示光Ｌによって虚像Ｖを表示させる。液晶表示パネル１９は、液晶セル２３と、液晶セル２３の後側に設けられた第一の偏光部材２４と、液晶セル２３の前側に設けられたガラス基板２５ａに微細な多数の線状リブ部２５ｂを形成してなる第二の偏光部材２５と、を有する。第二の偏光部材２５は、液晶セル２３から所定間隔Ｄを有して配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示パネル及びこの液晶表示パネルを照明する発光ダイオード等の発光素子を有する液晶表示器が発した表示光によって虚像を表示させるヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。

従来より、液晶表示器を用いた車両用ヘッドアップディスプレイ装置が種々提案されており、例えば特許文献１に開示されている。斯かる車両用ヘッドアップディスプレイ装置１は、表示光Ｌを車両のフロントガラス或いはコンバイナと称される半透過板に投影し、虚像を表示するものである。車両用ヘッドアップディスプレイ装置１は、透光性の窓部２を備えたハウジング３に液晶表示器４及び反射鏡５を収容したものであり、液晶表示器４が発した表示光Ｌは、反射鏡５で反射されてフロントガラス或いは半透過板に投影される（図５参照）。
特開２００３−２９５１０５号公報

液晶表示器４は、液晶表示パネル６及びこの液晶表示パネル６を透過照明する発光ダイオード等の発光素子７を有するものである。液晶表示パネル６は、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶を封入した液晶セル８と、液晶セル８の後面に貼着された偏光板９と、液晶セル８の前面に貼着された偏光板１０とからなるものである。偏光板９，１０は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなる偏光子の前後両面に、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）からなる保護層を形成したものである。なお、偏光板９，１０の耐熱温度は、約１０５℃である。

しかしながら、液晶表示素子６に入射した太陽光Ｍ１，Ｍ２によって、偏光板１０が損傷する虞があった。つまり、窓部２を通過して液晶表示素子６に入射する太陽光Ｍ１、または、窓部２を通過し反射鏡５で反射されて液晶表示パネル６に入射する太陽光Ｍ２の熱によって、液晶表示パネル６が耐熱温度よりも上昇して、液晶セル８の前面に貼着された偏光板１０が溶融する虞があった。
本発明は、液晶セルの前側に配置された偏光部材が太陽光の熱によって損傷する虞が少ないヘッドアップディスプレイ装置を提供するものである。

本発明は、請求項１に記載したように、液晶表示パネル１９及び前記液晶表示パネル１９を照明する発光素子２０を有する液晶表示器１５が発した表示光Ｌによって虚像Ｖを表示させるヘッドアップディスプレイ装置１１であって、前記液晶表示パネル１９は、液晶セル２３と、前記液晶セル２３の後側に設けられた第一の偏光部材２４と、前記液晶セル２３の前側に設けられたガラス基板２５ａに微細な多数の線状リブ部２５ｂを形成してなる第二の偏光部材２５と、を有するものである。

また、本発明は、請求項２に記載したように、前記第二の偏光部材２５は、前記液晶セル２３から所定間隔Ｄを有して配置されるものである。

また、本発明は、請求項３に記載したように、前記液晶表示器１５が発した前記表示光Ｌを反射させる凹面鏡３０を設けたものである。

また、本発明は、請求項４に記載したように、前記液晶表示器１５を収容するハウジング１７と、前記発光素子２０が発した熱を前記ハウジング１７の外に放出する放熱部材４０と、を設けたものである。

また、本発明は、請求項５に記載したように、前記発光素子２０を搭載する回路基板２７と、前記回路基板２７と前記放熱部材４０の間に設けられた熱伝導部材４１と、を設けたものである。

また、本発明は、請求項６に記載したように、前記放熱部材４０に凸部４０ｃまたは凹部を形成すると共に、前記熱伝導部材４１に前記放熱部材４０の前記凸部４０ｃまたは前記凹部に対応する凹部４１ａまたは凸部を形成してなるものである。

耐熱温度が高い偏光部材を液晶セルの前側に配置したことによって、その偏光部材が太陽光によって損傷する虞が少ない。

以下、添付の図面に基づいて、本発明の一実施形態について説明する。ヘッドアップディスプレイ装置１１は車両のダッシュボード１２内に配設されている（図２参照）。ヘッドアップディスプレイ装置１１が投射する表示光Ｌはフロントガラス１３により観察者１４に反射される。観察者１４は虚像Ｖを風景と重畳させて視認することができる。

ヘッドアップディスプレイ装置１１は、液晶表示器１５及び反射器１６をハウジング１７に収容したものである。液晶表示器１５は、液晶表示パネル１９，発光ダイオード２０（発光素子）及びケース体２１を有している。液晶表示パネル１９は、液晶セル２３，偏光板２４（第一の偏光部材）及び偏光部材２５（第二の偏光部材）を有するものであり、ケース体２１に固定されている。ケース体２１は略角筒形状になっており、ケース体２１の中間部に液晶セル２３及び偏光板２４が保持され、前端部に偏光部材２５が保持されている。ケース体２１の後端部は、後述する放熱部材に固定されている。発光ダイオード２０は、液晶表示パネル１９の後方に配置され、液晶表示パネル１９を透過照明する。発光ダイオード２０は、回路基板２７に搭載されている。

反射器１６は、凹面鏡３０，保持部材３１及びステッピングモータ３２を有している。凹面鏡３０は、樹脂（例えばポリカーボネート）に金属（例えばアルミニウム）を蒸着させ反射面３０ａを形成したものである。反射面３０ａは凹面となっており、液晶表示器１５が発した表示光Ｌが拡大されて虚像Ｖが表示される。凹面鏡３０は保持部材３１に両面粘着テープにより接着されている。保持部材３１は樹脂（例えばＡＢＳ）からなるものであり、歯車部３４及び軸部３５が一体に形成されている。保持部材３１の軸部３５はハウジング１７に軸支されている。

ステッピングモータ３２の回動軸には歯車３７が取付けられており、この歯車３７は、保持部材３１の歯車部３４と噛合されている。凹面鏡３０は保持部材３１と共に回動可能な状態で支持されており、ステッピングモータ３２により凹面鏡３０を回動させ、表示光Ｌの投射方向を調整することができる。観察者１４は、押ボタンスイッチ（図示しない）を操作し表示光Ｌが目の位置に反射されるように（即ち、虚像Ｖを視認できるように）凹面鏡３０の角度を調整する。

４０は放熱部材であり、この放熱部材４０は、ハウジング１７の開口部１７ａに配設されている。放熱部材４０は、図示しないビスによってフランジ部４０ａでハウジング１７に固定されている。放熱部材４０は、シリコーンゴム等の弾性体からなる熱伝導シート４１（熱伝導部材）を介して、発光ダイオード２０の熱をハウジング１７の外に放出する。放熱部材４０は、平板形状の多数の放熱フィン４０ｂを有している。放熱部材４０には、直方体形状の凸部４０ｃが形成されている。熱伝導シート４１は、放熱部材４０の凸部４０ｃに対応する凹部４１ａを有しており、熱伝導シート４１と放熱部材４０の接触面積が大きくなっている。４２は長方形環状のパッキング部材であり、このパッキング部材４２は、放熱部材４０と、ハウジング１７の開口部１７ａの間を塞ぐことによって、ハウジング１７の中に塵埃が入ることを防いでいる。

ハウジング１７には液晶表示器１５及び反射器１６が収容される。ハウジング１７には表示光Ｌが出射する窓部４４が設けられている。この窓部４４は透光性樹脂（例えばアクリル）からなるものであり、湾曲形状になっている。ハウジング１７には遮光壁１７ｃが設けられており、太陽光等の外光が液晶表示器１５に入射し虚像Ｖが見えにくくなる現象（ウォッシュアウト）を防止している。遮光壁１７ｃは平板形状になっており、ハウジング１７の上部から斜めに垂下するように形成されている。

次に、液晶表示パネル１９について詳述する。液晶セル２３は、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶を封入したものである。液晶セル２３の後面に貼着された偏光板２４は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなる偏光子の前後両面に、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）からなる保護層を形成したものである。

液晶セル２３の前側に配置された偏光部材２５は、ガラス基板２５ａと、このガラス基板２５ａに形成された微細な多数の線状リブ部２５ｂとを有するワイヤグリッド偏光板からなるものである（図３参照）。偏光部材２５としては、例えば、米国ＭＯＸＴＥＫ社のＰｒｏＦｌｕｘ（商品名）を用いることができる。偏光部材２５の線状リブ部２５ｂはアルミニウム（Al）からなるものであり、この線状リブ部２５ｂはマイクロワイヤと称されることもある。偏光部材２５は、ガラス基板２５ａを凹面鏡３０の側に、線状リブ部２５ｂを液晶セル２３の側にして配置される。偏光部材２５の耐熱温度は約２００℃である。

本実施形態によれば、耐熱性が高い偏光部材２５を用いたことにより、凹面鏡３０を介して、太陽光Ｍが入射しても、偏光部材２５が損傷する虞が少ない。この偏光部材２５は、液晶セル２３から所定間隔Ｄを有して配置することが望ましい。図４に示すように、凹面鏡３０で反射された太陽光Ｍは、液晶セル２３に近付くにしたがって集光され、液晶セル２３から所定間隔Ｄを有して配置された偏光部材２５よりも、液晶セル２３に接着された偏光部材５０の方が、太陽光Ｍが集光されるためである。つまり、液晶セル２３から所定間隔Ｄを有して配置された偏光部材２５では、太陽光Ｍは所定領域Ｗ１に集光されるが、液晶セル２３に接着された偏光部材５０では所定領域よりも狭い領域Ｗ２に集光される。

また、放熱部材４０に凸部４０ｃ（または凹部）を形成すると共に、熱伝導部材４１に凹部４１ａ（または凸部）を形成し、放熱部材４０の凸部４０ｃ（または凹部）と、熱伝導部材４１の凹部４１ａ（または凸部）を嵌合させることによって、放熱部材４０と熱伝導部材４１の接触面積を大きくすることによって、放熱効率を向上させることができる。

本発明の実施形態を示す断面図。 同上実施形態を示すヘッドアップディスプレイの概観図。 同上実施形態を示す偏光部材の拡大断面図。 同上実施形態を示す凹面鏡の作用説明図。 従来例を示す断面図。

符号の説明

１１ ヘッドアップディスプレイ装置
１５ 液晶表示器
１７ ハウジング
１９ 液晶表示パネル
２０ 発光ダイオード（発光素子）
２３ 液晶セル
２４ 偏光板（第一の偏光部材）
２５ 偏光部材（第二の偏光部材）
２５ａ ガラス基板
２５ｂ 線状リブ部２５ｂ
２７ 回路基板
３０ 凹面鏡
４０ 放熱部材４０
４０ｃ 凸部
４１ 熱伝導部材
４１ａ 凹部
Ｌ 表示光
Ｄ 所定間隔

Claims (6)

1. 液晶表示パネル及び前記液晶表示パネルを照明する発光素子を有する液晶表示器が発した表示光によって虚像を表示させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記液晶表示パネルは、液晶セルと、前記液晶セルの後側に設けられた第一の偏光部材と、前記液晶セルの前側に設けられたガラス基板に微細な多数の線状リブ部を形成してなる第二の偏光部材と、を有することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記第二の偏光部材は、前記液晶セルから所定間隔を有して配置されることを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記液晶表示器が発した前記表示光を反射させる凹面鏡を設けたことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
4. 前記液晶表示器を収容するハウジングと、前記発光素子が発した熱を前記ハウジングの外に放出する放熱部材と、を設けたことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
5. 前記発光素子を搭載する回路基板と、前記回路基板と前記放熱部材の間に設けられた熱伝導部材と、を設けたことを特徴とする請求項４に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
6. 前記放熱部材に凸部または凹部を形成すると共に、前記熱伝導部材に前記放熱部材の前記凸部または前記凹部に対応する凹部または凸部を形成してなることを特徴とする請求項５のヘッドアップディスプレイ装置。

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